立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)硬件與軟件的設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-27 09:10 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 論證了自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的設(shè)計(jì)方案，包括模塊組成，以及各個(gè)模塊在系統(tǒng)中的功能，還提出了在設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題并給出解決方案。3）第三章對(duì)立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)的作了硬件設(shè)計(jì)，并通過(guò)立體倉(cāng)庫(kù)模型的來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，分析了組成各模塊的元器件，包括步進(jìn)電機(jī)、直流電機(jī)、傳送桿、電源模塊等，并對(duì)這些硬件的工作原理和功能進(jìn)行說(shuō)明。4)第四章進(jìn)行了對(duì)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，包括所采用的PLC控制器、PLC編程軟件、PLC與各模塊間的連接、程序流程圖以及PLC程序的詳細(xì)闡述，其中包括手動(dòng)控制和自動(dòng)控制、取貨物、送貨物、狀態(tài)顯示等程序。5)第五章設(shè)計(jì)了一個(gè)立體倉(cāng)庫(kù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，采用組態(tài)王軟件，實(shí)現(xiàn)了此監(jiān)控系統(tǒng)的功能，并提出優(yōu)化和完善措施。6)第六章通過(guò)立體倉(cāng)庫(kù)模型以及監(jiān)控系統(tǒng)的操作運(yùn)行進(jìn)行結(jié)果分析，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的可行性。第2章 立體倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)方案本文所設(shè)計(jì)的立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)主要由人機(jī)接口界面、控制裝置、驅(qū)動(dòng)模塊、電機(jī)制動(dòng)裝置、機(jī)械部件和倉(cāng)位模塊所構(gòu)成，它們之間的關(guān)系如圖1所示。圖1 立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)模塊操作人員通過(guò)人機(jī)接口界面，對(duì)立體倉(cāng)庫(kù)輸入命令，比如將貨物送到某一倉(cāng)位，人機(jī)接口界面將這一命令傳送給控制裝置，控制裝置會(huì)根據(jù)這一命令作出簡(jiǎn)單判斷，即執(zhí)行還是不執(zhí)行，比如該倉(cāng)位已滿，那么將不予執(zhí)行，所以控制裝置會(huì)首先去接受來(lái)自倉(cāng)位模塊的反饋信息，如果該倉(cāng)位未被占據(jù)，則控制裝置接收到這一信息后將會(huì)調(diào)用執(zhí)行該命令的相應(yīng)程序并執(zhí)行，以此來(lái)控制和它相連的驅(qū)動(dòng)模塊，驅(qū)動(dòng)模塊的作用是去驅(qū)動(dòng)電機(jī)制動(dòng)裝置，通過(guò)電機(jī)制動(dòng)裝置的運(yùn)作會(huì)帶動(dòng)相應(yīng)的機(jī)械部件，機(jī)械部件將會(huì)把貨物運(yùn)送到合適的倉(cāng)位，或是從合適的倉(cāng)位中取出貨物，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)操作人員取送貨物的目的。人機(jī)接口界面主要指的是由人來(lái)進(jìn)行機(jī)械或設(shè)備操作的平臺(tái)，在立體倉(cāng)庫(kù)中，人機(jī)接口界面承擔(dān)了操作人員控制立體倉(cāng)庫(kù)正常運(yùn)行的作用。操作人員通過(guò)人機(jī)接口界面可以向立體倉(cāng)庫(kù)發(fā)出操作命令，這其中包括：貨物的出入庫(kù)方式以及存放的倉(cāng)庫(kù)位置編號(hào)。另外為了讓操作人員能更清楚地看到所選倉(cāng)位編號(hào)，在人機(jī)界面上還可加入倉(cāng)位編號(hào)以及當(dāng)前狀態(tài)顯示。在對(duì)控制裝置的設(shè)計(jì)中，可以利用可編程控制器（PLC），因?yàn)镻LC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置，采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程[8]。因此可以在PLC控制器寫入用以控制立體倉(cāng)庫(kù)工作的程序，包括初始化程序、貨物出入庫(kù)程序、狀態(tài)顯示程序等等。當(dāng)控制器接收到來(lái)自人機(jī)接口界面的命令之后，就可以做出邏輯判斷是否相應(yīng)，然后調(diào)用事先設(shè)定好的程序執(zhí)行。驅(qū)動(dòng)模塊的信號(hào)主要由控制模塊輸入，作用是驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的電機(jī)制動(dòng)裝置工作，并起到電路保護(hù)的作用，即過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)。電機(jī)制動(dòng)裝置主要用于帶動(dòng)后續(xù)的機(jī)械部件運(yùn)動(dòng)，機(jī)械部件的運(yùn)動(dòng)目的就是為了將貨物移動(dòng)到適當(dāng)?shù)奈恢?，而機(jī)械部件本身沒(méi)有動(dòng)力，因此需要依靠電機(jī)制動(dòng)裝置來(lái)帶動(dòng)它的運(yùn)動(dòng)。要將貨物從起始位置運(yùn)送到倉(cāng)庫(kù)中或是從倉(cāng)庫(kù)中取出到起始位置，這個(gè)過(guò)程中對(duì)于動(dòng)作方面主要考慮三個(gè)問(wèn)題：取——移——放。取，即從某一個(gè)地點(diǎn)取下貨物的動(dòng)作，可以是在起始位置取貨物準(zhǔn)備存放，也可以在某一個(gè)倉(cāng)位取貨物。移，即是將貨物轉(zhuǎn)移到指定的位置，可以是移動(dòng)到起始平臺(tái)，也可以是各個(gè)倉(cāng)位中，所以在這個(gè)過(guò)程中能夠做到準(zhǔn)確的定位是非常重要的。放，即是將轉(zhuǎn)移到指定地點(diǎn)的貨物放下的動(dòng)作，可以是放在起始位置，也可以是放在某一個(gè)倉(cāng)位中。倉(cāng)位模塊一般可以設(shè)計(jì)成框架結(jié)構(gòu)，在材料的選取上應(yīng)選用比較堅(jiān)固的材質(zhì)，比如鋼質(zhì)或鐵質(zhì)材料，在外形的設(shè)計(jì)上最好是比較整齊的排列，比如最常用的是陣列式結(jié)構(gòu)，如NM型倉(cāng)位，即橫向N排倉(cāng)位和縱向M列倉(cāng)位整齊排列，這樣比較有利于對(duì)貨物移送定位的控制。同時(shí)在每一個(gè)倉(cāng)位的設(shè)計(jì)上應(yīng)考慮到倉(cāng)位當(dāng)前狀態(tài)信息的傳遞，比如倉(cāng)位是否已經(jīng)存有貨物，否則如果向已滿的倉(cāng)位再送入貨物會(huì)導(dǎo)致倉(cāng)庫(kù)的運(yùn)行發(fā)生錯(cuò)誤或損壞貨物以及倉(cāng)庫(kù)的硬件設(shè)備。立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)的主要功能是實(shí)現(xiàn)貨物的出入庫(kù)操作，本文設(shè)計(jì)的立體倉(cāng)庫(kù)可以實(shí)現(xiàn)下面一系列功能：1）將倉(cāng)位中的貨物送到指定位置2）將某一指定位置的貨物取出3）自動(dòng)將某一位置的貨物送到另一位置4）將起始位置的貨物送到任意位置5）從任意位置取回貨物放至起始位6）能夠?qū)崿F(xiàn)低速啟動(dòng)—變速運(yùn)行—低速停止的功能，即X、Y、Z方向上的極限保護(hù)7）各倉(cāng)位狀態(tài)的掃描檢測(cè)立體倉(cāng)庫(kù)的功能比較多，因此結(jié)構(gòu)也相對(duì)比較復(fù)雜，在考慮對(duì)立體倉(cāng)庫(kù)的設(shè)計(jì)中有以下幾個(gè)問(wèn)題需要解決。1）在貨物的傳送過(guò)程中如何做到精確而快速定位。2）在PLC控制器接受到操作命令時(shí)如何判斷是否應(yīng)該響應(yīng)。3）在傳送平臺(tái)到達(dá)貨物倉(cāng)位后應(yīng)如何進(jìn)行貨物出入庫(kù)作業(yè)。4）對(duì)于傳送平臺(tái)在各個(gè)方向的移動(dòng)如何實(shí)施保護(hù)措施。1）在貨物的傳送過(guò)程中要實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位的最好方法就是采用坐標(biāo)定位法。可以把貨
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